材料化学期末总结.doc

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1、材料化学期末总结12/23/2014第一章1.1材料的定义：-由原料中取得，为生产半成品、工件、部件和成品的初始物料，如金属、石块、木材、皮革、塑料、天然纤维和化学纤维等-可为社会接受而又能经济的制造有用器件的物质离子键：一种静电型键，是由电荷相反的离子通过其过剩电荷的库伦引力所形成的。金属元素与非金属元素之间易形成，例如NaCl离子极化：在外电场作用下，离子中电子分布的重心会偏离原子核而导致离子变形，产生诱导偶极矩离子极化率：在外电场的作用下，电子云变形的能力。它主要取决于核电荷对外层电子吸引的强弱程度和外层电子的数目影响离子极化的因素：-离子半

2、径：离子半径越大，极化率越大；一般负离子的半径较正离子大，所以负离子的极化率一般较大-离子价数：离子价数越高，极化率越大-离子的电子云构型：能带理论：金属半导体和绝缘体的能带特征：1.2本征半导体：半导体性质是由于电子从满带被激发到导带而产生的；高纯材料，它的载流子为激发到导带的电子和留在满带的空穴，且两者的浓度相等，其值完全受能带间隙的大小和温度支配杂质半导体：其电性能受外掺杂剂控制的一类半导体1.3缺陷的表示符号：电子缺陷：在固体晶格中，由于本征点缺陷或杂质点缺陷的存在，晶格的周期性势场局部地受到破坏，在这些局部地区，电子的能态同晶体中其他部分

3、的能态有所不同，这类缺陷为电子缺陷施主杂质：有些杂质掺进去后，能提供给导带以电子，形成n型半导体受主杂质：有些杂质掺进去后，能接受满带的电子，满带中出现空穴，形成p型半导体载流子浓度对温度的依赖关系：电导率对温度的依赖关系：1.4晶子学硕与无规网络学说的观点和异同：双体概率分布函数的强度给出了材料的有序程度：晶态、非晶态、液态和气态材料的典型的双体概率分布函数1.5高分子：分子量高于1万单体：通常将生成高分子的那些低分子原料称为单体聚合度：聚合物分子中，单体单元的数目称为聚合度一级结构：单个大分子内与基本结构单元有关的结构，包括结构单元的化学组成、

4、键接方式、构型、支化和交联以及共聚物的结构二级结构：若干链节组成的一段链或整根分子链的排列形状三级结构：在单个大分子二级结构基础上，许多这样的大分子聚集在一起而成的结构，也叫聚集态结构或超分子结构，包括结晶结构、非晶结构、液晶结构和取向结构高分子链的柔顺性和其结构影响因素：高分子链由于内旋转能够不断改变其构象的性质称为柔顺性影响因素：a.主链结构b.侧基c.分子链的长短d.分子间作用力第二章2.2陶瓷法含义（固相反应法）：在恒温条件下，通过固体原料化合物的直接反应来制备材料。可用于制备一般的陶瓷材料机理：固体原料化合物在一定的较强烈的反应条件下（如

5、加热至1000~2000度甚至更高的温度），晶体的原料粉末互相混合，通过接触的晶面发生离子的自扩散或互扩散，或原有化学键的断裂和新化学键的形成及新物相的生成，晶体结构产生变化，这种变化向固体原料内部或深度扩散，最终导致一种新多相材料的生成陶瓷法的不足：（方法本身决定的，要彻底消除是不太可能的）-反应只能在相界面进行，随后的扩散过程也十分困难-反应最终得到的往往是反应物和产物的混合体系，极难分离或提纯-即使反应进行得再完全，也很难得到一个纯相的体系-存在反应容器污染产物的问题化学法：能得到高纯，均相的材料，制得的材料有很大的表面积，对于制备催化剂载体

6、或其他很细的粉体材料非常有用前驱体法：-使反应物在原子级水平上混合，制备出有确定化学计量的单一化合物，这一固态物质成为前驱体，前驱体在加热之后能得到所设计的产物。-缺点：前驱体中化学计量与产物化学计量保持一致较困难局部氧化还原法：-插层法：当某些晶体结构具有一定程度的开放性，即它们允许一些外来的原子或离子扩散进入或逸出晶体结构，使原来晶体的结构和组成发生变化，生成新的晶体材料局部离子交换法：-具体一定程度的开放性并允许一些外来的原子或离子进入或逸出晶体，还可通过局部离子交换法制备新的晶体材料化学法特点：（前驱体法，局部氧化还原法，局部离子交换法）单

7、晶材料的制备：提拉法：（从熔体中生长晶体）过程：将原料熔于一无反应性的热坩埚中，熔体的温度调节到略高于原料的熔点，即将要生长的材料在坩埚中熔化，然后将籽晶插入到熔体里，达到热平衡后，籽晶既不熔掉也不长大，缓慢向上提拉籽晶，同时旋转籽晶，籽晶缓慢的在熔体中生长，当籽晶由熔体里缓慢地拉出时，在界面就连续地发生晶体生长优点：a）在生长过程中可以方便地观察晶体的生长状况b）晶体在熔体表面处生长，而不与坩埚相接触，这样能显著地减少晶体的应力，并防止锅壁的寄生成核c）可以方便地使用定向籽晶和“缩颈”工艺。缩颈后配籽，其位错可大大减少，这样可使放大后生长出来的晶

8、体，其位错密度降低实现成功的提拉必须满足的准则：a）晶体（或晶体掺杂物）熔化过程中不能分解，否则有可能引起反应物和分解产物